Figure 1 - uploaded by Stan Von Euw
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Source publication
The work of this thesis is focused on the characterization of bone apatite crystals, mainly by solid-state nuclear magnetic resonance. The originality of this work was to study a fresh bone sample, analyzed within two hours after its extraction from the animal (i.e. a two years old sheep). This approach avoids any alteration of the bone sample, and...
Contexts in source publication
Context 1
... fois ces fibrilles formées, elles s'organisent également de façon uniaxiale, et forment une structure de taille plus conséquente appelée fibre de collagène (cf. Figure 10). ...
Context 2
... effet, le diffractogramme de rayons X du minéral osseux possède des raies de diffraction élargies par rapport à celles du minéral de l'émail (cf. Figure 13). [50]. ...
Context 3
... biominéralisation est le processus par lequel un organisme vivant va induire la L'autre solution consiste à observer les cristaux isolés par MET, lesquels sont préalablement extraits de leur charpente organique à l'aide d'un traitement chimique (en solution aqueuse de NaOH concentré [69], d'hydrazine [70] ou bien de NaClO [71]), ou thermique (à l'état sec incinéré sous une torche à plasma, cf. Figure 15 [72] ...
Context 4
... est proposé que ces molécules d'eau de structure soient positionnées principalement au sein des sites lacunaires des ions hydroxyles, ainsi que ceux des ions calcium à l'intérieur des tunnels de type II (cf. Figure 11) [168], [174]. Ainsi, il est suspecté qu'elles permettent la stabilité chimique et mécanique de la structure apatitique, en comblant des sites lacunaires et en créant ainsi de potentielles liaisons H avec les ions voisins [168]. ...
Context 5
... déshydratation n'engendre donc aucune modification structurale du domaine apatitique (cf. Figure 41). ...
Context 6
... avons observé que les résonances 31 P respectives du domaine apatitique et du domaine non-apatitique du minéral osseux se chevauchent, toutes deux centrées vers δ( 31 P) = 3,2 ppm (cf. Figure 41). Néanmoins, il est possible de décomposer le spectre 31 os frais, spectre 31 P quantitatif simulation + simulation + sont quasi-invariants quel que soit le temps de contact utilisé [40]. ...
Context 7
... études de divers échantillons de phosphates de calcium de référence dans des Les conséquences de ces molécules d'eau rigides en surface sur les interactions minéral-minéral seront discutées de manière approfondie au sein Figure 61). Ces derniers ont conservé l'idée originelle d'un domaine apatitique de coeur (appelé ici « crystalline core »), englobé par un domaine non- apatitique désordonné et hydraté (appelé ici « hydrated amorphous coating »). ...
Context 8
... résultats exposés au sein de ce chapitre nous ont permis de montrer que le Figures 18, 19 & 20). Tout commencerait à l'étape de nucléation, qui serait gouvernée par l'affinité chimique de certains résidus de la biomolécule template avec les précurseurs ioniques en solution, comme par exemple celle des groupements carboxylates des résidus glutamates et aspartates des SIBLINGs avec les ions calcium (cf. ...
Context 9
... observations par MET standard des plaquettes d'apatite osseuse extraites révèlent que, lorsqu'elles sont préalablement dispersées dans de l'éthanol absolu, elles présentent une dispersion importante sur la grille (cf. Figure 101-a). Une observation à un plus fort grandissement confirme la morphologie plaquettaire des cristaux (cf. Figure 101-b). ...
Context 10
... observation à un plus fort grandissement confirme la morphologie plaquettaire des cristaux (cf. Figure 101-b). ...
Context 11
... d'abord, un cliché à faible grandissement laisse apparaitre quelques agglomérats de plaquettes (cf. Figure 102). Ensuite, les clichés obtenus à plus fort grandissement révèlent la présence de quelques agglomérats de plaquettes co-alignées (d'une épaisseur de ~2,5-3,6 nm, cf. Figure 104). ...
Context 12
... les clichés obtenus à plus fort grandissement révèlent la présence de quelques agglomérats de plaquettes co-alignées (d'une épaisseur de ~2,5-3,6 nm, cf. Figure 104). L'intensité de la raie 002 à 2θ ~25,9° n'est pas influencée par la présence d'eau. ...
Context 13
... étude par rayonnement synchrotron pourrait être pertinente à ce stade afin de sonder d'éventuels plus petits agrégats. rectangle bleu et au rectangle orange de la Figure 106-a. Les zones plus contrastées correspondent à des plaquettes exposées selon leur tranche, où elles semblent adopter une orientation radiale en direction de la surface de la sphérolite (cf. ...
Context 14
... flacon contenant 8 mL d'une solution aqueuse de NH 3 28-29 % en masse (cf. Figure 109-a). Avant la fermeture du bécher, ces 3 flacons sont recouverts d'une couche de parafilm, laquelle est percée de 6 trous à l'aide d'une aiguille afin de ralentir la diffusion gazeuse de l'ammoniac. ...
Citations
... Their internal chemical composition and structure is in the form of hydroxyl-deficient [9,10] carbonated [11,12] hydroxyapatite [13] with a hexagonal crystalline structure [14]. In contrast, they possess a distinct surface layer that can be described as hydrated [15,16] and rich in monohydrogen-phosphate ions [17], whose chemical structure is analogous to amorphous calcium phosphate (ACP) [18]. About half of the volume of bone mineral platelets is not in the form of hydroxyapatite, since roughly 50% of the inorganic phosphate ions that compose them are present within the amorphous surface layer [19,20]. ...
The mechanism (s) that drive the organization of bone mineral throughout the bone extracellular matrix remain unclear. The long-standing theory implicates the organic matrix, namely specific non-collagenous proteins and/or collagen fibrils, while a recent theory proposes a self-assembly mechanism. Applying a combination of spectroscopic and microscopic techniques in wet and dry conditions to bone-like hydroxyapatite nanoparticles that were used as a proxy for bone mineral, we confirm that mature bone mineral particles have the capacity to self-assemble into organized structures. A large quantity of water is present at the surface of bone mineral due to the presence of a hydrophilic, amorphous surface layer that coats bone mineral nanoparticles. These water molecules must not only be strongly bound to the surface of bone mineral in the form of a rigid hydration shell, but they must also be trapped within the amorphous surface layer. Cohesive forces between these water molecules present at the mineral-mineral interface not only hold the mature bone mineral particles together, but also promote their oriented stacking. This intrinsic ability of mature bone mineral particles to organize themselves without recourse to the organic matrix forms the foundation for the development of the next generation of orthopedic biomaterials.
... phosphorus site detected both in bone mineral and in biomimetic apatites. It was concluded that its structure was closely related to ACP and its chemical composition includes the presence of hydrogen-rich environments (i.e., rigid water molecules and hydrogen-phosphate ions) [1,28,29,43,44,67,81,87]. The 2D { 1 H} 31 P HetCor MAS NMR spectrum of a mature bone tissue sample is displayed in Fig. 3 Posner and his colleagues [21,23,33,88], it is clear that the 1 H and 31 P chemical environments in synthetic ACP are very similar with the ACP-like environments detected both in bone mineral and in biomimetic apatites. ...
Statement of significance:
Questions still persist on the structural organization of bone and biomimetic apatites. The existing model proposes a core/shell structure, with an amorphous surface layer coating a crystalline bulk. The accuracy of this model is still debated because amorphous calcium phosphate (ACP) environments could also arise from a transient phase precursor of apatite. Here, we provide a NMR spectroscopy methodology to reveal the origin of these ACP environments in bone mineral or in biomimetic apatite. The (1)H magnetization exchange between protons arising from amorphous and crystalline domains shows unambiguously that an ACP layer coats the apatitic crystalline core of bone et biomimetic apatite platelets.
